JP2006301034A - オートフォーカス装置とオートフォーカス方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置の用途に応じたオートフォーカス動作を行わせる。
【解決手段】ユーザインタフェース５６で、オートフォーカス動作の設定内容の変更が行われたとき、制御部５２は変更後の設定内容を設定内容記憶部５８に記憶させる。ここで、ビデオカメラ１０の用途に応じて設定内容を変更して設定内容記憶部５８に複数登録しておけば、異なる用途にビデオカメラ１０を用いる場合であっても、用途に応じた設定内容を制御部５８から読み出して用いることにより、オートフォーカス動作を用途に応じた動作に切り替えることができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、オートフォーカス装置とオートフォーカス方法およびプログラムに関する。詳しくは、検出されたフォーカス位置と測距結果と評価値に基づいて、フォーカス位置を合焦位置に移動させる合焦動作を行うときに、ユーザインタフェースで設定された設定条件に従って合焦動作を行うものである。

従来、ビデオカメラやディジタルカメラ等の撮像装置では、被写体に対して自動的にフォーカスを合わせるオートフォーカス機構が設けられている。このオートフォーカス機構では、例えば特許文献１に示すように、撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を加算して評価値を算出し、この評価値が極大となるようにフォーカスレンズが移動される。このため、特定領域を撮像画枠内の中央に設定しておき、被写体が撮像画枠内の中央に位置するように構図を決めて撮像を行うものとすれば、フォーカス位置が合焦位置に移動されて、自動的にフォーカスを被写体に合わせることができる。

特開平１０−２１３７３６号公報

ところで、業務用や放送局用の撮像装置では、業務内容によって求められるオートフォーカス動作の性能が大きく異なる。例えば、天気の状態を把握できるように風景を撮像する所謂お天気カメラなどは、高い塔の上やビルの屋上等に固定して設置されて１日２４時間連続して使用されるものである。このため、寿命に対する要求は高く、揺れ等を生じたときのフォーカス調整能力に対する要求はそれほど高くない。また、オートフォーカス動作を開始する際の敏速さや合焦時間などに対する要求もそれほど高くない。

一方、スポーツ番組や報道番組で用いる撮像装置では、２４時間連続して使用されるものではないことから、お天気カメラに比べると寿命に対する要求は高くない。しかし、シャッターチャンスを逃さないようにするため、オートフォーカス動作を開始する際の敏速さや合焦時間などに対する要求が高くなる。さらに、ハンディタイプの撮像装置が多く用いられることから、揺れ等を生じたときのフォーカス調整能力に対する要求も高くなる。

映画制作等で用いられる撮像装置では、品位の良好な撮影画像を得ることができるように、合焦時間よりも合焦精度や合焦までの画質の品位、滑らかな合焦動作に対する要求が高くなる。

このように、オートフォーカス動作に対する要求は、撮像装置が用いられる業務内容に応じて多種多様であり、それぞれの業務内容に特化した撮像装置を個々に供給すると、多品種少量生産となり安価に撮像装置を提供することが困難となる。

そこで、この発明では、用途に応じたオートフォーカス動作を行うことができるオートフォーカス装置とオートフォーカス動作およびプログラムを提供するものである。

この発明に係るオートフォーカス装置は、レンズを駆動するレンズ駆動部と、前記レンズのフォーカス位置を検出する位置検出部と、被写体までの距離を測定する測距センサと、撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値を算出する評価値算出部と、ユーザインタフェースと、前記評価値、あるいは前記評価値と前記フォーカス位置と前記測距センサの測距結果に基づいて前記レンズ駆動部を駆動して、前記レンズのフォーカス位置を合焦位置に移動させる合焦動作を行う制御部とを有し、前記制御部では、前記ユーザインタフェースで設定された設定内容に従って、前記レンズ駆動部と前記測距センサと前記評価値算出部の動作を制御することにより、前記設定内容に応じた合焦動作を行うものである。

また、この発明に係るオートフォーカス方法あるいはプログラムは、レンズのフォーカス位置を検出する位置検出工程と、被写体までの距離を測定する測距工程と、撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値を算出する評価値算出工程と、前記評価値、あるいは前記評価値と前記フォーカス位置と前記測距センサの測距結果に基づいて前記レンズのフォーカス位置を合焦位置に移動させる合焦動作を行うレンズ駆動工程と、ユーザインタフェースで設定された設定内容に従って、前記測距工程と前記評価値算出工程と前記レンズ駆動工程の動作を切り替えて、前記合焦動作を前記設定内容に応じた合焦動作に切り替える動作切り替え工程とを有する、あるいはコンピュータで実行させるものである。

この発明においては、ユーザインタフェースで設定された設定内容に従って、レンズを駆動するときの速度や測距センサの測距枠サイズ、合焦動作を再起動させるときの再起動判別基準、測距センサの測距結果を用いたあるいは測距結果を用いていないレンズ駆動処理の選択等が制御されて、設定内容に応じた合焦動作が行われる。また、設定内容記憶部に設定内容が１あるいは複数記憶されて、設定内容記憶部から設定内容を読み出して用いることで、合焦動作の切り替えが行われる。

この発明によれば、ユーザインタフェースで設定された設定内容に従って、レンズ駆動部と測距センサと評価値算出部の動作が制御されて、設定内容に応じた合焦動作が行われる。従って、撮像装置の用途に応じた設定内容をユーザインタフェースで設定すれば、用途に応じたオートフォーカス動作を行うことができる。

以下、図を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１はオートフォーカス機構を有する撮像装置例えばビデオカメラ１０の全体構成を示している。

ビデオカメラ１０のレンズブロック２０は、撮像レンズや撮像レンズの位置を検出するレンズ位置検出部および撮像レンズを駆動するレンズ駆動部等を用いて構成されている。なお、図１に示すレンズブロック２０では、撮像レンズとして、被写体画像を撮像素子の撮像面上に合焦させるためのフォーカスレンズ２１と、合焦位置の方向を判別するために使用されるウォブリングレンズ２２を有する場合を示している。

フォーカスレンズ２１に対しては、フォーカスレンズ２１の位置すなわちフォーカス位置を検出する位置検出部２１ａと、レンズ位置を光軸方向に移動させるレンズ駆動部２１ｂが設けられている。同様に、ウォブリングレンズ２２に対しても、ウォブリングを正しく行うことができるようにするため、位置検出部２２ａとレンズ位置を光軸方向に移動させるレンズ駆動部２２ｂが設けられている。また、レンズブロック２０は、光量を調節するためのアイリス２３を有しており、アイリス２３に関しても、アイリスの開口状態を検出するアイリス位置検出部２３ａと、アイリスを開閉させるためのアイリス駆動部２３ｂが設けられている。

レンズブロック制御部５１には、位置検出部２１ａからフォーカス位置を示す検出信号ＲＳf、位置検出部２２ａからウォブリング量を示す検出信号ＲＳw、アイリス位置検出部２３ａからアイリスの開口状態を示す検出信号ＲＳiがそれぞれ供給される。また、レンズブロック制御部５１には、オートフォーカス動作モードの設定やオートフォーカス動作を開始させるためのユーザインタフェース５５が接続されており、ユーザインタフェース５５の操作に応じて操作信号ＰＳＬがレンズブロック制御部５１に供給される。なお、レンズブロック制御部５１には、ＲＯＭ（またはＥＥＰＲＯＭ）等を用いて構成された記憶部（図示せず）が設けられており、フォーカスレンズ２１およびウォブリングレンズ２２の焦点距離データ，口径比データ、レンズブロックの製造メーカ名および製造番号等の情報が記憶されている。

レンズブロック制御部５１は、記憶している情報や検出信号ＲＳf，ＲＳw，ＲＳi，操作信号ＰＳＬおよび後述するカメラブロック制御部５２から供給されたフォーカス制御信号ＣＴfやウォブリング制御信号ＣＴwに基づいて、レンズ駆動信号ＲＤf，ＲＤwの生成を行う。さらに、生成したレンズ駆動信号ＲＤfをレンズ駆動部２１ｂに供給して、所望の被写体にフォーカスが合うようにフォーカスレンズ２１を移動させる。また、生成したレンズ駆動信号ＲＤwをレンズ駆動部２２ｂに供給して、合焦位置の方向を検出できるようにウォブリングレンズ２２をウォブリングさせる。また、レンズブロック制御部５１は、アイリス駆動信号ＲＤiを生成してアイリス駆動部２３ｂに供給することで、アイリスの開口量を制御する。

カメラブロック３０の色分解プリズム３１は、レンズブロック２０からの入射光をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色に色分解して、Ｒ成分の光を撮像素子３２Ｒ、Ｇ成分の光を撮像素子３２Ｇ、Ｂ成分の光を撮像素子３２Ｂにそれぞれ供給する。

撮像素子３２Ｒは、光電変換によってＲ成分の光に応じた撮像信号ＳRを生成してプリアンプ部３３Ｒに供給する。撮像素子３２Ｇは、光電変換によってＧ成分の光に応じた撮像信号ＳGを生成してプリアンプ部３３Ｇに供給する。撮像素子３２Ｂは、光電変換によってＢ成分の光に応じた撮像信号ＳBを生成してプリアンプ部３３Ｂに供給する。

プリアンプ部３３Ｒは、撮像信号ＳRのレベルを増幅すると共に、相関二重サンプリングを行いリセット雑音を除去してＡ／Ｄ変換部３４Ｒに供給する。Ａ／Ｄ変換部３４Ｒは、供給された撮像信号ＳRをディジタルの映像信号ＤRaに変換して前処理部３５に供給する。プリアンプ部３３Ｇは、撮像信号ＳGのレベルを増幅すると共に、相関二重サンプリングを行いリセット雑音を除去してＡ／Ｄ変換部３４Ｇに供給する。Ａ／Ｄ変換部３４Ｇは、供給された撮像信号ＳGをディジタルの映像信号ＤGaに変換して前処理部３５に供給する。プリアンプ部３３Ｂは、撮像信号ＳBのレベルを増幅すると共に、相関二重サンプリングを行いリセット雑音を除去してＡ／Ｄ変換部３４Ｂに供給する。Ａ／Ｄ変換部３４Ｂは、供給された撮像信号ＳBをディジタルの映像信号ＤBaに変換して前処理部３５に供給する。

前処理部３５は、供給された映像信号ＤRa，ＤGa，ＤBaのゲイン調整や黒レベルの安定化、ダイナミックレンジの調整等を行い、得られた映像信号ＤRb，ＤGb，ＤBbを信号処理部３６と評価値算出部３７に供給する。

信号処理部３６は、前処理部３５から供給された映像信号ＤRb，ＤGb，ＤBbに対して種々の信号処理を行い、映像出力信号ＤＶoutを生成する。例えば、映像信号のあるレベル以上を圧縮するニー補正、映像信号のレベルを設定されたγカーブにしたがって補正するγ補正、映像信号の信号レベルが所定範囲となるように制限するホワイトクリップ処理やブラッククリップ処理等を行う。また、信号処理部３６では、輪郭強調処理やリニアマトリクス処理、所望のフォーマット形式の映像出力信号ＤＶoutを生成するためのエンコード処理等を行う。さらに信号処理部３６は、撮像画像を確認できるようにするため、ビーファインダ用の映像信号ＤＶvfを生成して表示駆動部４７に供給する。

評価値算出部３７は、前処理部３５から供給された映像信号ＤRb，ＤGb，ＤBbに基づいて輝度信号ＤＹを生成し、この輝度信号ＤＹに基づいて評価値ＩＤを算出してカメラブロック制御部５２に供給する。

図２は、評価値算出部の構成を示している。評価値算出部３７は、映像信号ＤRb，ＤGb，ＤBbに基づいて輝度信号ＤＹを生成する輝度信号生成回路３７１と、例えば後述するように１４種類の評価値ＩＤ０〜ＩＤ１３を生成するための評価値生成回路３７２-ID0〜３７２-ID13、およびカメラブロック制御部５２と通信を行い、生成した評価値をカメラブロック制御部５２からの要求に応じて供給するインタフェース回路３７３を有している。

輝度信号生成回路３７１は、前処理部３５から供給された映像信号ＤRb，ＤGb，ＤBbを用いて演算（ＤＹ＝０．３０ＤRb＋０．５９ＤGb＋０．１１ＤBb）を行い、輝度信号ＤＹを生成する。このように輝度信号ＤＹを生成するのは、フォーカスが合っているかずれているかを判断するためには、コントラストが高いか低いかを判断すればよく、コントラストの変化は輝度信号ＤＹのレベル変化を検出すればよいからである。

評価値生成回路３７２-ID0は、評価値ＩＤ０の生成を行う。同様に、評価値生成回路３７２-ID1〜３７２-ID13は、評価値ＩＤ１〜ＩＤ１３の生成を行う。これらの評価値は、基本的には撮像画枠内に設けた特定領域（以下「評価枠」という）における映像信号の周波数成分を合計したものであり、画像のボケに対応した値を示すものである。

評価値ＩＤ０ ：評価値名「ＩＩＲ1_Ｗ1_ＨPeak」
評価値ＩＤ１ ：評価値名「ＩＩＲ1_Ｗ2_ＨPeak」
評価値ＩＤ２ ：評価値名「ＩＩＲ1_Ｗ2_ＨPeak」
評価値ＩＤ３ ：評価値名「ＩＩＲ4_Ｗ3_ＨPeak」
評価値ＩＤ４ ：評価値名「ＩＩＲ0_Ｗ1_ＶIntg」
評価値ＩＤ５ ：評価値名「ＩＩＲ3_Ｗ1_ＶIntg」
評価値ＩＤ６ ：評価値名「ＩＩＲ1_Ｗ1_ＨIntg」
評価値ＩＤ７ ：評価値名「Ｙ_Ｗ1_ＨIntg」
評価値ＩＤ８ ：評価値名「Ｙ_Ｗ1_Ｓatul」
評価値ＩＤ９ ：評価値名「ＩＩＲ1_Ｗ3_ＨPeak」
評価値ＩＤ１０：評価値名「ＩＩＲ1_Ｗ4_ＨPeak」
評価値ＩＤ１１：評価値名「ＩＩＲ1_Ｗ5_ＨPeak」
評価値ＩＤ１２：評価値名「Ｙ_Ｗ3_ＨIntg」
評価値ＩＤ１３：評価値名「Ｙ_Ｗ3_ＨIntg」
ここで、評価値ＩＤ０〜ＩＤ１３には、評価値の属性（使用データ_評価枠サイズ_評価値算出法）を示す評価値名を付与している。

評価値名の使用データには大別して「ＩＩＲ」および「Ｙ」がある。輝度信号ＤＹからＨＰＦ（ハイパスフィルタ）を使用して取り出した高周波成分のデータを使用するＩＩＲと、ＨＰＦを使用しないで輝度信号ＤＹの周波数成分をそのまま使用するＹとがある。

ＨＰＦを使用する場合は、ＩＩＲ型（無限長インパルス応答型）のＨＰＦを使用している。ＨＰＦの種類によって、評価値ＩＩＲ0，ＩＩＲ1，ＩＩＲ3およびＩＩＲ4に分けられ、これらは夫々異なったカットオフ周波数をもつＨＰＦを表している。このように、異なるカットオフ周波数をもつＨＰＦを設定することにより、例えば、合焦位置の近傍では、カットオフ周波数の高いＨＰＦを用いることで、カットオフ周波数の低いＨＰＦを用いる場合に比べて評価値の変化を大きくできる。また、フォーカスが大きくずれているところでは、カットオフ周波数の低いＨＰＦを用いることで、カットオフ周波数の高いＨＰＦを用いる場合に比べて評価値の変化を大きくできる。このように、オートフォーカス動作の過程で、フォーカス状態に応じて最適な評価値を選択できるようにするため、異なるカットオフ周波数をもつＨＰＦを設定している。

評価枠サイズは、評価値生成に用いる画像領域の大きさである。評価枠サイズは、図３に示すように、例えば評価枠サイズＷ1〜Ｗ5の５種類が設けられており、各評価枠の中心は、撮像画像の中心に一致する。なお、図３では、１フィールドの画面サイズが７６８画素×２４０画素であるときの評価枠サイズＷ1〜Ｗ5を示している。

評価枠サイズＷ1：１１６画素× ６０画素
評価枠サイズＷ2： ９６画素× ６０画素
評価枠サイズＷ3：２３２画素×１２０画素
評価枠サイズＷ4：１９２画素×１２０画素
評価枠サイズＷ5：５７６画素×１８０画素

このように、複数種の枠サイズを設定することにより、各枠サイズに対応した夫々異なる評価値を生成することができる。従って、目標被写体がどのような大きさであろうとも、評価値ＩＤ０〜ＩＤ１３の内のいずれかにより、適切な評価値を得ることができる。

評価値算出法は、ＨPeak，ＨIntg，ＶIntgおよびＳatulの各方式がある。ＨPeak方式はピーク方式の水平評価値算出法、ＨIntg方式は全積分方式の水平評価値算出法、ＶIntg方式は積分方式の垂直方向評価値算出法、そして、Ｓatul方式は飽和輝度の個数を夫々示している。

ＨPeak方式は、水平方向の映像信号からＨＰＦを用いて高周波成分を求める評価値算出法であり、評価値ＩＤ０，ＩＤ１，ＩＤ２，ＩＤ３，ＩＤ９，ＩＤ１０およびＩＤ１１の算出に使用されている。

図４は、ＨPeak方式に使用される水平方向評価値算出フィルタの構成を示したものである。水平方向評価値算出フィルタは、輝度信号生成回路の輝度信号ＤＹから高周波成分だけを抜き出すＨＰＦ３８１と、この高周波成分の絶対値をとる絶対値処理回路３８２、絶対値化高周波成分に水平方向の枠制御信号ＷＨを乗算する乗算回路３８３、１ライン当たり１つのピーク値を保持するラインピークホールド回路３８４と、評価枠内の全てのラインについて各ピーク値を垂直方向に積分する垂直方向積分回路３８６を有している。

輝度信号ＤＹは、ＨＰＦ３８１により高周波成分が抜き出され、絶対値処理回路３８２で絶対値化される。次に、水平方向の枠制御信号ＷＨが乗算回路３８３で乗算され、評価枠内の絶対値化高周波成分とされる。すなわち、評価枠外で乗算値が「０」となる枠制御信号ＷＨを乗算回路３８３に供給すれば、水平方向の評価枠内の絶対値化高周波成分のみを、ラインピークホールド回路３８４に供給できる。また、評価枠において枠周辺部で乗算値が小さくなるように枠制御信号ＷＨを設定すれば、フォーカスが進むにつれて評価枠周辺部に位置する枠外エッジ（評価枠周囲にある高輝度なエッジ）の枠内への侵入の影響による評価値のノイズや被写体の揺れに伴う評価値の急激な変化等を排除することができる。ラインピークホールド回路３８４は、ライン毎にピーク値をそれぞれホールドする。

垂直方向積分回路３８６は、垂直方向の枠制御信号ＷＶに基づき垂直方向の評価枠内の各ラインについて、ホールドされているピーク値を加算して評価値とする。この方式は、水平方向（Ｈ）のピークが一旦ホールドされるのでＨPeak方式と称する。

ＨIntg方式は、全積分方式で求める水平方向の評価値算出法である。図５は、全積分方式水平方向評価値算出フィルタの構成を示す。このフィルタは、図４のＨPeak方式の水平方向評価値算出フィルタと比較すると、乗算回路３８３までは同じであるが、水平方向加算回路３８５で、水平方向の評価枠内の絶対値化高周波成分を全て加算し、その後、垂直方向積分回路３８６で評価枠内における垂直方向の全ラインの加算結果を垂直方向に積分する点で異なっている。

この全積分方式水平方向評価値算出フィルタは、評価値ＩＤ６，ＩＤ７，ＩＤ１２およびＩＤ１３の算出に使用されている。ＨＰｅａｋ方式と比較すると、ＨＰｅａｋ方式が１ライン当たり１つのピーク値を求めて、それらを垂直方向に加算しているのに対して、ＨIntg方式では、各ラインの水平方向の評価枠内の絶対値化高周波成分を全て加算して、それらを垂直方向に加算している点で相違する。

ＨIntg方式には、使用データが高周波成分を使用するＩＩＲ１と、輝度信号ＤＹ自体をそのまま使用するＹとに分類される。なお、輝度加算値は、図５の全積分方式水平方向評価値算出フィルタからＨＰＦ３８１を取り外した輝度加算値算出フィルタ回路で得られる。

ＶIntg方式は、全積分方式の垂直方向評価値算出法であり、評価値ＩＤ４およびＩＤ５に使用される。ＨPeak方式およびＨIntg方式はいずれも、水平方向に加算して評価値を生成しているものであるが、ＶIntg方式は高周波成分を垂直方向に加算して生成された評価値である。例えば画面の上半分が白色で下半分が黒色の映像，水平線の映像等シーンによっては垂直方向の高周波成分のみとなり水平方向の高周波成分が無い場合は、ＨPeak方式水平方向評価値は有効に機能しない。そこで、ＶIntg方式の評価値は、このようなシーンにもオートフォーカスが有効に機能するように定めている。

図６は、垂直方向評価値を算出する垂直方向評価値算出フィルタの構成を示している。垂直方向評価値算出フィルタは、水平方向平均値算出フィルタ３９１と、ＩＩＲ型ＨＰＦ３９２と、絶対値処理回路３９３と、積分回路３９４を有している。

水平方向平均値算出フィルタ３９１は、各ラインの輝度信号ＤＹから枠制御信号ＷＨcに基づき水平方向の評価枠内の中心部にある画素（例えば６４画素）の輝度信号を選択して平均値（合計値でも同じ。）を算出し、１水平期間に１回出力する。ここで、中心部の６４画素としたのは、評価枠周辺部のノイズを除去するためである。ここでは、単に６４画素分だけ逐次蓄積して最終的に１つの平均値を出力しているため、ラインメモリまたはフレームメモリ等のメモリ装置を必要としない簡易な構成となる。次に、これを、ライン周波数で同期を取ってＨＰＦ３９２により高周波成分を抜き出し、絶対値処理回路３９３で絶対値化高周波成分とする。さらに、積分回路３９４で垂直方向の評価枠内の全てのラインに関して積分している。

Ｓatul方式は、評価枠内の飽和した（具体的には、輝度レベルが所定量以上の）輝度信号ＤＹの個数を求める算出法であり、評価値ＩＤ８の算出に使用される。評価値ＩＤ８のい算出では、輝度信号ＤＹと閾値αとを比較して、輝度信号ＤＹが閾値α以上の画素数が評価枠内で何画素あるか１フィールド毎に計数して評価値ＩＤ８とする。

基準信号生成部４０では、ビデオカメラ１０における各部の動作の基準となる垂直同期信号ＶＤ，水平同期信号ＨＤおよび基準信号ＣＬＫを生成して撮像素子駆動部４２に供給する。撮像素子駆動部４２は、供給された垂直同期信号ＶＤ，水平同期信号ＨＤおよび基準信号ＣＬＫに基づいて駆動信号ＲＩRを生成して撮像素子３２Ｒに供給して、撮像素子３２Ｒを駆動する。同様に、駆動信号ＲＩG，ＲＩBを生成して撮像素子３２Ｇ，３２Ｂに供給して、撮像素子３２Ｇ，３２Ｂを駆動する。なお、プリアンプ部３３Ｒ，３３Ｇ,３３ＢやＡ／Ｄ変換部３４Ｒ，３４Ｇ,３４Ｂ，前処理部３５，信号処理部３６，評価値算出部３７等は、前段から供給される映像信号に同期した垂直同期信号ＶＤ，水平同期信号ＨＤおよび基準信号ＣＬＫを用いて処理を行う。これらの信号は、基準信号生成部４０から供給してもよく、また映像信号とともに前段から供給するものとしてもよい。

測距センサ４５は、カメラブロック制御部５２からの要求に応じて測距を行い、被写体までの距離を示す測距結果Ｍagをカメラブロック制御部５２に供給する。また、測距できない場合には、測距結果Ｍagとして測距不能であることを示すデータ（以下「測距不能データＮＧ」という）を出力する。この測距センサ４５は、赤外線や電波等を出力したときの反射を利用して被写体までの距離を測定するアクティブ方式の測距センサや、被写体の輝度情報をセンサで検出して得られた輝度信号のずれや鮮鋭度等から被写体までの距離を測定するパッシブ方式の測距センサを用いる。

表示駆動部４７には表示部４８が接続されている。表示駆動部４７は、信号処理部３６から供給された映像信号ＤＶvf、あるいは後述するカメラブロック制御部５２から供給された表示信号ＤＶmmに基づき、表示駆動信号ＲＤＭを生成して、表示部４８に供給する。

表示部４８は、液晶表示素子や陰極線管等の映像表示素子を用いて構成されており、表示駆動信号ＲＤＭに基づき映像表示素子を駆動して、表示部４８の画面上に、撮像画像や、種々の情報および撮像装置で種々の設定を行うための設定メニュー表示等を行う。

カメラブロック制御部５２には、ユーザインタフェース５６が接続されており、ユーザインタフェース５６から供給された操作信号ＰＳＣ等に基づいて制御信号を生成して、各部に供給することで、ビデオカメラ１０の動作が操作信号ＰＳＣ等に基づいた動作となるように制御する。

また、上述のレンズブロック制御部５１とカメラブロック制御部５２は、予め定めたフォーマットやプロトコル等を用いて通信ができるようになされており、レンズブロック制御部５１とカメラブロック制御部５２によって、オートフォーカス動作の制御を行う。

ここで、レンズブロック制御部５１は、上述したように、例えば要求に応じて各種情報（例えばフォーカス位置やアイリス値等）ＱＦをカメラブロック制御部５２に供給する。また、カメラブロック制御部５２から供給されたフォーカス制御信号ＣＴfやウォブリング制御信号ＣＴw等に基づいて、レンズ駆動信号ＲＤf，ＲＤwを生成して、フォーカスレンズ２１やウォブリングレンズ２２の駆動処理を行う。カメラブロック制御部５２は、評価値算出部３７で算出された評価値ＩＤや測距センサ４５で得られた測距結果Ｍag、およびレンズブロック制御部５１から読み出した各種情報に基づいて、フォーカスレンズ２１を駆動制御するためのフォーカス制御信号ＣＴfや、ウォブリングレンズ２２を駆動制御するためのウォブリング制御信号ＣＴwを生成して、レンズブロック制御部５１に供給する。

さらに、カメラブロック制御部５２は、オートフォーカス動作に関する設定内容を変更して、ユーザの要求に応じたオートフォーカス動作が可能となるように、設定内容変更メニュー画面表示の表示信号ＤＶmmを生成して表示駆動部４７に供給する。また、カメラブロック制御部５２には、オートフォーカス動作に関する設定内容を記憶する設定内容記憶部５８が接続されており、設定内容記憶部５８に新たな設定内容を記憶させたり、記憶されている設定内容を選択的に読み出して用いることで、オートフォーカス動作の切り替えを行い、ビデオカメラ１０の用途に応じたオートフォーカス動作を行わせる。

なお、レンズブロック制御部５１とカメラブロック制御部５２は、一体に構成するものとしてもよく、以下の説明では、レンズブロック制御部５１とカメラブロック制御部５２をまとめて制御部５０として呼ぶものとする。また、制御部５０は、マイクロコンピュータやメモリ等を用いて構成し、メモリに記憶されているプログラムを読み出して実行することによりオートフォーカス動作を行うものとしてもよい。

次に、オートフォーカス動作について説明する。図７は、オートフォーカス動作のフローチャートを示している。

ステップＳＴ１で制御部５０は、測距センサ４５を用いて測距処理を行い、被写体までの距離を測距センサ４５で測定させて、測距結果Ｍagを測距センサ４５から読み出す。ステップＳＴ２で制御部５０は、位置検出部２１ａからの検出信号ＲＳfに基づいて現在のフォーカス位置ＦＰsを検出する。

ステップＳＴ３で制御部５０は、レンズ駆動設定処理を行う。このレンズ駆動設定処理では、現在のフォーカス位置ＦＰsと測距結果Ｍagに基づいてフォーカスレンズ２１の移動方向と移動速度を設定する。

図８は、レンズ駆動設定処理を示すフローチャートである。ステップＳＴ５１で制御部５０は、測距結果Ｍagが測距不能データＮＧであるか否かを判別する。ここで、測距結果Ｍagが測距不能データＮＧでないときはステップＳＴ５２に進み、測距結果Ｍagが測距不能データＮＧであるときはステップＳＴ５６に進む。

ステップＳＴ５２で制御部５０は、現在のフォーカス位置ＦＰsが、測距結果Ｍagに基づくフォーカス位置範囲ＦＪＡから第１の判別距離ＬＤ1よりも離れているか否かを判別する。ここで、現在のフォーカス位置ＦＰsから測距結果Ｍagに基づくフォーカス位置範囲ＦＪＡまでの距離ＬＥが、第１の判別距離ＬＤ1よりも大きい場合にはステップＳＴ５３に進み、判別距離ＬＤ1以下であるときにはステップＳＴ５４に進む。

フォーカス位置範囲ＦＪＡは、測距結果Ｍagに対応する被写体についての合焦位置ＦＰjが含まれるように、測距結果Ｍagに対して設定する。例えば測距結果Ｍagにおける測距誤差範囲をフォーカス位置範囲ＦＪＡとする。あるいは、測距結果Ｍagにおける測距誤差範囲よりも広く設定する。判別距離ＬＤ1は、フォーカスレンズ２１の制御性を考慮してその大きさを設定する。すなわち、フォーカスレンズ２１を後述するように第１の速度Ｖaで移動させる場合、判別距離ＬＤ1が短いと、第１の速度Ｖaに達する前に合焦位置ＦＰjに近づいてしまう。また、フォーカスレンズ２１の移動速度が速いときには、フォーカスレンズ２１を停止するまでに要する時間が長いことから、合焦位置ＦＰjに近づいたときにフォーカスレンズ２１を停止させようとしても合焦位置ＦＰjを通り過ぎてしまい、違和感のあるフォーカス動作となってしまうおそれもある。このため、判別距離ＬＤ1は、フォーカスレンズ２１を移動させる際の最高スピードや制御性に応じて設定する。さらに、最高スピードや制御性は、焦点距離やアイリス値に応じて異なるものであることから、焦点距離やアイリス値に応じて判別距離ＬＤ1を調整する。

ステップＳＴ５３で制御部５０は、現在のフォーカス位置ＦＰsがフォーカス位置範囲ＦＪＡから判別距離ＬＤ1よりも離れているので、フォーカス位置ＦＰsが合焦位置ＦＰjに速やかに近づくように、フォーカスレンズ２１の移動速度を第１の速度Ｖaに設定する。また、フォーカスレンズ２１の移動方向は、測距結果Ｍagに基づく方向、すなわち測距結果Ｍagが示すフォーカス位置ＦＰmの方向にフォーカス位置ＦＰsが移動するように設定する。また、測距センサ４５の測距結果Ｍagに基づいて、フォーカスレンズ２１の移動方向を正しく判別できるので、移動方向を判別するためのウォブリングは不要となる。

第１の速度Ｖaは、フォーカス位置を合焦位置に速やかに近づけることを目的とするものであって、評価値が１フィールドに１回しか更新されないために評価値の山を通り越してしまうことがないように移動速度を制限する必要がない。従って、第１の速度Ｖaは、フォーカスレンズ２１を駆動する際の許容可能な最も早い速度とする。

ステップＳＴ５２からステップＳＴ５４に進むと、ステップＳＴ５４で制御部５０は、現在のフォーカス位置ＦＰsがフォーカス位置範囲ＦＪＡに含まれているか否かを判別する。ここで、現在のフォーカス位置ＦＰsがフォーカス位置範囲ＦＪＡに含まれていないときにはステップＳＴ５５に進む。また、フォーカス位置範囲ＦＪＡに含まれているときにはステップＳＴ５６に進む。

ステップＳＴ５５で制御部５０は、フォーカスレンズ２１の移動速度を第１の速度Ｖaよりも低速である第２の速度Ｖbに設定する。また、移動方向は、測距結果Ｍagに基づく方向、すなわち測距結果Ｍagが示すフォーカス位置ＦＰmの方向にフォーカス位置ＦＰsが移動するように設定する。この第２の速度Ｖbは、フォーカスレンズ２１を移動したときの評価値の変化を示す評価値曲線がつぶれを生じて、第２の速度Ｖbから、第２の速度Ｖbよりも低速である第３の速度Ｖcへの速度切り替えがうまく行われなくなってしまうことがないように設定する。例えば、焦点深度をＦsとしたとき、第２の速度Ｖbは「１２Ｆs／フィールド」に設定する。なお、第３の速度Ｖcは、評価値の山を精度良く検出できる速度であり、例えば「２Ｆs／フィールド」に設定する。また、フォーカスレンズ２１を駆動する際の許容可能な最も早い速度が「１２Ｆs／フィールド」以下であるときは、第１の速度Ｖaと第２の速度Ｖbは等しい速度とする。

ステップＳＴ５１あるいはステップＳＴ５４からステップＳＴ５６に進むと、制御部５０は、従来と同様にウォブリングを行い、ウォブリングレンズ２２を動かしたときの評価値の変化に基づいてフォーカスレンズ２１の移動方向を設定する。また、フォーカスレンズ２１の移動速度を第２の速度Ｖbに設定する。なお、現在のフォーカス位置ＦＰsとフォーカス位置ＦＰmとの距離が短い場合、現在のフォーカス位置ＦＰsは合焦位置ＦＰjに近くなっていることから、フォーカスレンズ２１の移動速度を第３の速度Ｖcに設定するものとしてもよい。

図７のステップＳＴ４で制御部５０は、レンズ駆動処理を行う。このレンズ駆動処理では、フォーカスレンズ２１の移動速度の切り替えや、従来と同様に山登り制御処理を行ってフォーカス位置ＦＰsを合焦位置ＦＰjに移動させる合焦動作を行う。

移動速度の切り替えは、フォーカス位置ＦＰsから上述のフォーカス位置範囲ＦＪＡまでの距離が、判別距離ＬＤ1よりも短い第２の判別距離ＬＤ2より短くなったとき、移動速度を第１の速度Ｖaから第２の速度Ｖbに切り替える。ここで、判別距離ＬＤ2は、例えばフォーカス位置範囲ＦＪＡから判別距離ＬＤ2だけ離れた位置において、移動速度を第１の速度Ｖaから後述する第２の速度Ｖbに切り替えたときに、移動速度がフォーカス位置範囲ＦＪＡで第２の速度Ｖbに減速されているように設定する。このように設定すれば、フォーカス位置範囲ＦＪＡにおいて、評価値が少ないために評価値の山を通り越してしまうことを防止できる。

山登り制御処理では、評価値算出部３７で算出された評価値の増減を検出して評価値が極大となるようにフォーカス位置ＦＰsを移動して合焦位置ＦＰjに追い込む。この評価値を用いた山登り制御処理では、例えば上述の評価値ＩＤ０，ＩＤ２等が極大となるようにフォーカスレンズ２１を移動させる。また、評価値ＩＤ８を利用して、輝度の大きい画素が増えたときには、ボケが生ずる方向にフォーカスレンズ２１が移動されてしまうことがないように、評価枠サイズＷ1から評価枠サイズＷ5に切り替えて評価値の算出を行う。さらに、評価値ＩＤ０や他の評価値ＩＤ１〜ＩＤ７，ＩＤ９〜ＩＤ１３を利用することで、レンズ移動速度の切り替えや揺れの判定、逆送の判定、レンズのＮｅａｒ端やＦａｒ端到達の判定等を行い、判定結果に基づいてフォーカス合わせが精度良く行われるようにフォーカスレンズ２１の駆動動作を制御する。このように、山登り制御処理を行い、フォーカス位置ＦＰsを合焦位置ＦＰjに追い込んで合焦動作を終了する。

図９は、測距結果を利用したオートフォーカス動作を説明するための図である。現在のフォーカス位置ＦＰsが、測距結果Ｍagに基づくフォーカス位置範囲ＦＪＡから第１の判別距離ＬＤ1よりも離れている場合、すなわち現在のフォーカス位置ＦＰsから測距結果Ｍagに基づくフォーカス位置範囲ＦＪＡまでの距離ＬＥが、第１の判別距離ＬＤ1よりも大きい場合、ウォブリングを行うことなくフォーカスレンズ２１が第１の速度Ｖaで移動されて、その後、第２の速度Ｖbや第３の速度Ｖcに切り替えられて、時間Ｔafuが経過したときにフォーカス位置ＦＰsが合焦位置ＦＰjに追い込まれる。なお破線は、従来のオートフォーカス動作を示しており、ウォブリングを行って移動方向を判別したのち第２の速度Ｖbでフォーカスレンズ２１の移動等を行い、時間Ｔafvが経過したときにフォーカス位置ＦＰsが合焦位置ＦＰjに追い込まれる。従って、合焦時間を短くできる。また、現在のフォーカス位置ＦＰsがフォーカス位置範囲ＦＪＡの外であって判別距離ＬＤ1よりも離れていない場合にも、ウォブリングを行うことなく第２の速度Ｖbでフォーカスレンズ２１が移動されることから、フォーカス動作開始時にウォブリングを行う従来のオートフォーカス動作に比べて合焦時間を短くできる。

ステップＳＴ５で制御部５０は、オートフォーカス動作を再起動する再起動条件が満たされたが否かを判別して、再起動条件が満たされたときには、ステップＳＴ１に戻り、上述の処理を繰り返すことで、フォーカス位置ＦＰsが合焦位置ＦＰjとなるように、フォーカスレンズ２１を移動させる。また、再起動条件を満たしていないときはステップＳＴ６に進む。

次に、再起動条件について説明する。本発明では、シーン安定モードと不安定モードを設けており、輝度の変化が予め設定した閾値以上となったときには、例えばビデオカメラ１０を水平方向に振るパンニングが行われているか、または被写体が大きく動いていると判断して不安定モードとする。また、輝度の変化が小さくなり、不安定モードからシーン安定モードに移行するための移行条件を満たしたときには、不安定モードからシーン安定モードに移行する。このシーン安定モードでは、輝度の変化が少ない状態であり、パンニングが行われていないか、行われているとしてもゆっくりとしたパンニング、または被写体が動いていない状態であると判断している。不安定モードであるときには再起動を行わないものとし、不安定モードからシーン安定モードに移行したとき再起動を行う。

このように輝度変化を用いて再起動を行うものとすれば、オートフォーカス動作中にフォーカス位置が合焦位置に近づいても画角は変化しないため輝度積分値はほとんど変化しないことから、再起動の誤判断を少なくできる。

ここで、輝度積分値としては、例えば輝度積分の正規化差分ｐ0を用いる。この正規化差分ｐ0は、式（１）に基づいて算出できる。
ｐ0＝(Ｙadd_Ｗ5_ｆ0−Ｙadd_Ｗ5_ｆ1)／Ｙnow_Ｗ5_ｆ0／Ｎ1 ・・・（１）
なお、「Ｙadd_Ｗ5_ｆ0」は、現在のフィールドからＮ1フィールド前までの期間の、評価枠サイズＷ5における映像信号の輝度積分値を合計した値である。「Ｙadd_Ｗ5_ｆ1」は、（Ｎ1＋１）フィールドから（２×Ｎ1）フィールド前までの期間における評価枠サイズＷ5の輝度積分値を合計した値である。「Ｙnow_Ｗ5_ｆ0」は、現在のフィールドにおける評価枠サイズＷ5の輝度積分値である。

シーン安定モード時に正規化差分ｐ0の絶対値ＡＢＳ(p0)が、予め設定した閾値β1よりも大きくなったときには、シーン安定モードから不安定モードに切り替える。また、不安定モード時に、絶対値ＡＢＳ(p0)が、予め設定した閾値β2よりも小さくなったときには、不安定モードからシーン安定モードに切り替えて、オートフォーカス動作を再起動し、フォーカス位置を合焦位置に移動してオートフォーカス動作を終了する。さらにシーン安定モードに変更する。

また、再起動条件として評価値の変化を用いるものとしてもよい。ここで、シーン安定モードであるとき、例えば評価値ＩＤ０の時間方向の平均値が、オートフォーカス動作終了時（フォーカスレンズを合焦位置に追い込んだ直後）の評価値に対して所定割合だけ変化が生じたときに再起動を行う。

ビデオカメラ１０が固定されており、シーンの変化も小さい場合、例えば被写体が固定されているビデオカメラ１０に近づいてくる場合、輝度積分値はあまり変化せず、輝度積分の正規化差分を見ているだけでは再起動が生じない。しかし、評価値の時間方向の平均値を用いることで、このような場合にも再起動を行わせることが可能となる。

評価値変化ｑ0は、式（２）に基づいて算出できる。
ｑ0＝Ｈadd_Ｗ1_ｆ1／Ｈadd_Ｗ1_ｆ0 ・・・（２）
なお、「Ｈadd_Ｗ1_ｆ0」は、シーン安定直後からＭフィールド間までの、評価枠サイズＷ1における映像信号の周波数成分を用いて算出した評価値例えば周波数成分を加算して得られる評価値の合計値を示している。また、「Ｈadd_Ｗ1_ｆ1」は、現在からＭフィールド前までの評価値の合計値を示している。

ここで、評価値変化ｑ0が「１／γ」より小さくなったとき、あるいは「γ」よりも大きくなったときには、再起動を行う。なお、「γ」と「Ｍ」は定数である。

このように、評価値の時間方向の平均値変化を用いることで、揺れの影響を小さくして、再起動させることができる。

さらに、正規化差分を用いた場合、非常にゆっくりしたパンニングでは、正規化差分の変化が小さく再起動がかかりにくい。このため、オートフォーカス動作終了時（フォーカスレンズを合焦位置に追い込んだ直後）の評価値に対して、輝度積分値が所定の割合だけ変化を生じたとき、再起動を行うものとしてもよい。

輝度積分値変化ｒ0は、式（３）に基づいて算出できる。
ｒ0＝Ｙ_now/Ｙ_jp ・・・（３）
なお、「Ｙ_now」は、現在の輝度積分値を示している。また、「Ｙ_jp」は、オートフォーカス動作終了の輝度積分値を示している。

ここで、輝度積分値変化ｒ0が「１／δ」よりも小さくなったとき、あるいは「δ」よりも大きくなったときには、再起動を行う。なお、「δ」は定数である。このように輝度積分値変化を用いることで、非常にゆっくりしたパンニングにおいても、再起動させることができる。

ステップＳＴ５からステップＳＴ６に進むと、ステップＳＴ６で制御部５０は、ステップＳＴ１と同様に測距センサ４５を用いて測距処理を行い、被写体までの距離を測距センサ４５で測定させて、測距結果Ｍagを測距センサ４５から読み出す。

ステップＳＴ７で制御部５０は、被写体切り替えが行われたか否かを判別する。ここで、被写体切り替えが行われたと判別したときにはステップＳＴ３に戻り、測距結果Ｍagに基づいてレンズ駆動設定処理やレンズ駆動処理を行うことで、切り替えされた被写体にフォーカスが合うようにオートフォーカス動作が行われる。また、被写体切り替えが行われていないときはステップＳＴ５に戻る。

被写体切り替えの判別は、ステップＳＴ４のレンズ駆動処理が終了したときのフォーカス位置ＦＰsでフォーカスが合う被写体位置に対して、この被写体位置とは距離が異なる被写体を撮像する状態であるか否かを判別するものである。例えば、測距結果Ｍagに基づくフォーカス位置ＦＰmと現在のフォーカス位置ＦＰsとのずれが、予め設定した閾値以上であり、この状態が判別基準期間よりも長く続いたときは、被写体切り替えが行われたものと判別する。また、測距結果Ｍagに基づくフォーカス位置と現在のフォーカス位置ＦＰsとのずれが、予め設定した閾値よりも小さい場合や、予め設定した閾値以上であっても、この状態が判別基準期間よりも短いときには、被写体切り替えは行われていないと判別する。ここで、判別基準期間は、所望の被写体とは異なる被写体が測距センサ４５の測距画角内に短時間含まれた場合に再起動が行われてしまうことがないように設定する。例えば、判別基準期間を２〜３秒程度に設定すれば、ビデオカメラ１０の前を人が横切っても、この人にフォーカスを合わせるように再起動が行われてしまうことを防止できる。

このよう判別基準期間や閾値を設定して、被写体切り替えが行われたと判別したときには、測距結果Ｍagを利用して再度オートフォーカス動作を行うようにすれば、背景ひかれ状態から脱出することができる。すなわち、図１０Ａに示すように、ビデオカメラ１０で撮像する人物ＯＢ1の背後に木ＯＢ2がある場合、木ＯＢ2にフォーカスが合った状態とされていると、図１０Ｂに示すように手前の人物ＯＢ1はボケ画像となる。ここで、測距センサ４５の測距画角を手前の人物ＯＢ1に合わせたとき、測距結果Ｍagに基づくフォーカス位置ＦＰmと現在のフォーカス位置ＦＰsとのずれが予め設定した切り替え判別距離以上で、この状態が判別基準期間よりも長く継続されると、現在のフォーカス位置ＦＰsが測距結果Ｍagに基づくフォーカス位置範囲ＦＪＡに移動されて、山登り制御処理が行われる。このため、図１０Ｃに示すように、手前の人物ＯＢ1にフォーカスが合った状態で背景の木ＯＢ2はボケ画像となり、背景ひかれから脱出することができる。

ところで、上述のオートフォーカス動作が予め固定された設定で行われる場合、ビデオカメラ１０では、ビデオカメラ１０の用途に応じたオートフォーカス動作を行うことができない場合が生ずる。例えば、ビデオカメラ１０のオートフォーカス動作がお天気カメラに適した設定とされている場合、このビデオカメラ１０をスポーツ番組や報道番組で用いると、フォーカスが被写体に合うまでに時間を要してしまい、シャッターチャンスを逃してしまうおそれがある。このため、用途に応じたオートフォーカス動作を行うことができるように、オートフォーカス動作に関する設定内容を変更可能とする。さらに、設定内容を複数記憶可能として、記憶されている複数の設定内容から所望の設定内容を読み出して用いることにより、ビデオカメラ１０の用途に応じたオートフォーカス動作を容易に実現できる。

図１１は、設定内容をユーザ操作によって変更可能とする設定内容変更処理を示すフローチャートである。

ステップＳＴ７１で制御部５０は、記憶されている設定内容が指定されたか否かを判別する。ここで、記憶されている設定内容が指定されたとき、例えば設定内容を識別するために用いられる設定識別情報が設定内容と関係付けて記憶されており、記憶されている設定識別情報が指定されたときには、ステップＳＴ７２に進む。また、設定内容の指定が無いときはステップＳＴ７３に進む。

ステップＳＴ７２で制御部５０は、指定された設定内容を読み出してステップＳＴ７４に進む。また、ステップＳＴ７３で制御部５０は、現在の設定内容を読み出してステップＳＴ７４に進む。

ステップＳＴ７４で制御部５０は、設定内容変更メニュー表示を表示部４８の画面上に表示させる。また、設定内容変更メニュー表示では、読み出した設定内容を設定項目毎に表示させる。

図１２は、設定内容変更メニュー画面を例示したものである。設定内容変更メニュー画面では、設定内容の識別のために用いられる設定識別情報を示すための表示領域ＧＡと、設定項目を表示するための表示領域ＧＢおよび各設定項目の設定状態を示す表示領域ＧＣが設けられている。

表示領域ＧＡには設定識別情報として、例えば設定タイトルや設定番号、ユーザ識別情報が表示される。表示領域ＧＢには設定項目として、例えばフォーカス動作速度に関する設定項目「ＡＦ ＳＰＥＥＤ」と、測距センサ４５の使用に関する設定項目「ＡＦ ＳＥＮＳＯＲ」、測距センサ４５における測距枠の大きさに関する設定項目「ＡＦ ＷＩＮＤＯＷ ＳＩＺＥ」、オートフォーカス動作の再起動に関する設定項目「ＡＦ ＳＥＮＳＩＴＩＶＩＴＹ」等が表示される。表示領域ＧＣには、表示領域ＧＢに表示された設定項目についての設定状態が、設定項目に対応して表示される。また、設定の変更を行うとき、表示領域ＧＣには、どのような設定が可能であるかを判別できるように、選択可能な設定内容が表示される。

ステップＳＴ７５で制御部５０は、ユーザ操作に応じて設定内容変更を行う。ここで、制御部５０は、ユーザインタフェース５５あるいはユーザインタフェース５６で、図１２のカーソル表示「→」の位置を上下に移動させる操作が行われたとき、操作に応じてカーソル表示「→」を上下に移動させる。また、カーソル表示「→」の移動に連動してカーソル表示「●」を移動させる。なお、カーソル表示「●」は、カーソル表示「→」が指し示す設定項目に関する設定状態の表示位置を指し示すものである。なお、ユーザインタフェース５５，５６に、ロータリーエンコーダ（回転式スイッチ）等を設けるものとして、ロータリーエンコーダの回転操作に応じてカーソル表示「→」を上下に移動させれば、カーソル表示「→」の移動を容易に行うことができる。

カーソル表示「→」が所望の設定項目の位置に移動されたのち、カーソル表示「→」の位置の設定項目を選択する操作が行われたとき、制御部５０は、設定状態の表示位置を指し示すカーソル表示「●」を、設定状態の変更が可能であることを示すカーソル表示「？」（図示せず）に変更して、設定状態の変更を許可する。例えば、ロータリーエンコーダが押されたときにプッシュスイッチが操作されるように、プッシュスイッチをロータリーエンコーダに設けて、カーソル表示「→」の位置を移動したのちロータリーエンコーダが押されたときには、制御部５０は、カーソル表示「→」が示す設定項目を選択する操作が行われたとして、設定状態の変更を許可する。

さらに、設定状態の変更が許可されている状態で、ロータリーエンコーダによって設定切り替え操作が行われたとき、制御部５０は、表示領域ＧＣに選択可能な設定内容を順番に繰り返し表示して、どのような設定内容が選択可能であるか判別可能とする。また、所望の設定内容が表示されている状態で設定内容を選択する操作がプッシュスイッチで行われたとき、設定項目の設定内容を表示されている設定内容に変更する。

ここで、設定項目と設定内容について説明する。例えば、設定項目「ＡＦ ＳＰＥＥＤ」では、高速「ＦＡＳＴ」，中速「ＮＯＲＭＡＬ」、低速「ＳＬＯＷ」のいずれかを選択可能とする。高速「ＦＡＳＴ」は、合焦時間を優先させた設定状態であり、例えば上述の第２の速度Ｖbを「１２Ｆs／フィールド」に設定する。このように第２の速度Ｖbを設定すれば、合焦時間が短くなり、動きの大きい被写体にフォーカスを合わせやすくなる。中速「ＮＯＲＭＡＬ」は、動作の滑らかさを優先させた設定状態であり、例えば上述の第２の速度Ｖbを「６Ｆs／フィールド」に設定する。このように第２の速度Ｖbを設定すれば、高速「ＦＡＳＴ」の設定状態よりも、評価値をより多く得ることができるので、高速「ＦＡＳＴ」の設定状態に比べて評価値ピークを行きすぎてしまう場合が少なくなり、滑らかな動作となる。このため、フォーカスされる過程も撮影記録する制作系（映画なども含む）に向いている。低速「ＳＬＯＷ」は、フォーカス精度を優先させた設定状態であり、例えば上述の第２の速度Ｖbを第３の速度Ｖcに設定する。このように第２の速度Ｖbを設定すれば、評価値ピークを行きすぎてしまうことなく、精度の良いオートフォーカス動作を行うことができる。

設定項目「ＡＦ ＳＥＮＳＯＲ」では、有効「ＯＮ」、無効「ＯＦＦ」のいずれかを選択可能とする。有効「ＯＮ」のときには、測距センサ４５を用いて測距を行い、上述のように測距結果を用いてオートフォーカス動作を行う。また、有効「ＯＮ」のときには、測距センサ４５での測距動作を停止する、あるいは測距結果を「ＮＧ」として、測距結果を用いないオートフォーカス動作を行う。

設定項目「ＡＦ ＷＩＮＤＯＷ ＳＩＺＥ」では、自動「ＡＵＴＯ」、大枠「ＬＡＲＧＥ」、中枠「ＭＩＤ」、小枠「ＳＭＡＬＬ」のいずれかを選択可能とする。自動「ＡＵＴＯ」のときには、予め設定されている標準の測距画角で測距を行う。大枠「ＬＡＲＧＥ」のときには、測距画角を大きく（例えば画面全体）とする。中枠「ＭＩＤ」のときには、測距画角を画面の１／２とする。小枠「ＳＭＡＬＬ」のときには、測距画角を画面の１／４とする。この測距枠の大きさとオートフォーカス動作の安定性はトレードオフの関係にあり、大枠「ＬＡＲＧＥ」を選択するとオートフォーカス動作の安定性（誤動作と感じる動作の少なさ）を向上させることができるが、所望の被写体とは異なる被写体が測距枠に含まれることとなり、異なる被写体に合焦する確率が増加する。また、小枠「ＳＭＡＬＬ」を選択すると、測距枠が小さいことから、所望の被写体が測距枠に含まれるように撮像を行えば、所望の被写体にフォーカスを精度良く合わせることができる。

設定項目「ＡＦ ＳＥＮＳＩＴＩＶＩＴＹ」では、敏感「ＨＩＧＨ」、普通「ＮＯＲＭＡＬ」、鈍感「ＬＯＷ」、閾値入力「ＩＮＰＵＴ」のいずれかを選択可能とする。敏感「ＨＩＧＨ」のときには、上述の閾値「β2」を普通「ＮＯＲＭＡＬ」の場合よりも大きく設定したり、上述の閾値「γ」あるいは閾値「δ」を普通「ＮＯＲＭＡＬ」の場合よりも小さく設定して、再起動を生じやすくする。また、鈍感「ＬＯＷ」のときには、上述の閾値「β2」を普通「ＮＯＲＭＡＬ」の場合よりも小さく設定したり、上述の閾値「γ」あるいは閾値「δ」を普通「ＮＯＲＭＡＬ」の場合よりも大きく設定して、再起動を生じ難くする。また、閾値入力「ＩＮＰＵＴ」のときには、閾値「β1」「β2」や閾値「γ」あるいは閾値「δ」をユーザインタフェース５５あるいはユーザインタフェース５６から入力可能とする。

また、輝度積分の正規化差分の絶対値や、評価値、記録した評価値に対する輝度積分値の変化に応じて再起動を行う場合に限らず、撮像装置に角速度センサを設け、この角速度センサの角速度検出結果も用いて再起動を行うものとしてもよく、この角速度検出結果に対して閾値を選択可能としてもよい。

設定項目「ＡＦ ＳＥＮＳＩＴＩＶＩＴＹ」で、敏感「ＨＩＧＨ」を選択した場合、オートフォーカス動作の再起動が生じ易くなることから、シャッターチャンスを重視する撮影用途に適する。また、鈍感「ＬＯＷ」を選択した場合、オートフォーカス動作の再起動が生じ難くなるので、フォーカスレンズの寿命を伸ばすことが可能となり、敏速なオートフォーカス動作を必要としないお天気カメラ等の用途に適する。さらに、閾値入力「ＩＮＰＵＴ」を選択した場合、ユーザによるきめの細かい設定が可能となる。

ステップＳＴ７６で制御部５０は、設定内容変更完了操作が行われたか否かを判別し、設定内容変更完了操作が行われたときにはステップＳＴ７７に進み、設定内容変更完了操作が行われていないときにはステップＳＴ７５に戻る
ステップＳＴ７７で制御部５０は、設定内容の登録を行い、設定識別情報と設定内容を関係付けで記憶する。例えば、既に登録されている設定内容を更新する場合には、更新後の設定内容を更新前の設定識別情報に関係付けで登録することにより、既に登録されている設定内容を更新できる。また、新たな設定内容を記憶させるときには、ステップＳＴ７５で選択された設定内容に対して新たに設定識別情報を設けて、設定識別情報と設定内容を関係付けて登録する。

このように、ビデオカメラ１０の用途に応じた設定内容をユーザインタフェースで設定すれば、用途に応じたオートフォーカス動作を行うことができる。また、設定内容を設定内容記憶部５８に記憶させておけば、ビデオカメラ１０を異なる用途に用いる場合でも、用途に応じた設定内容を設定内容記憶部５８から読み出して用いることにより、用途に応じたオートフォーカス動作を行わせることができる。

なお、上述の実施の形態では、撮像装置がビデオカメラである場合について説明したが、ディジタルカメラ等の撮像装置にも同様にして適用できることは勿論である。

ビデオカメラの構成を示す図である。 評価値算出部の構成を示す図である。 評価値サイズを示す図である。 水平方向評価値算出フィルタの構成を示す図である。 全積分方式水平方向評価値算出フィルタの構成を示す図である。 垂直方向評価値算出フィルタの構成を示す図である。 オートフォーカス動作を示すフローチャートである。 レンズ駆動設定処理を示すフローチャートである。 測距結果を利用したオートフォーカス動作を示す図である。 背景ひかれ脱出動作を説明するための図である。 設定内容変更処理を示すフローチャートである。 設定内容変更メニュー画面を示す図である。

符号の説明

１０・・・ビデオカメラ、２０・・・レンズブロック、２１・・・フォーカスレンズ、２１ａ，２２ａ・・・位置検出部、２１ｂ，２２ｂ・・・レンズ駆動部、２２・・・ウォブリングレンズ、２３・・・アイリス、２３ａ・・・アイリス位置検出部、２３ｂ・・・アイリス駆動部、３０・・・カメラブロック、３１・・・色分解プリズム、３２Ｒ，３２Ｂ，３２Ｂ・・・撮像素子、３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ・・・プリアンプ部、３４Ｒ，３４Ｇ,３４Ｂ・・・Ａ／Ｄ変換部、３５・・・前処理部、３６・・・信号処理部、３７・・・評価値算出部、４０・・・基準信号生成部、４２・・・撮像素子駆動部、４５・・・測距センサ、４７・・・表示駆動部、４８・・・表示部、５１・・・レンズブロック制御部、５２・・・カメラブロック制御部、５５，５６・・・ユーザインタフェース、５８・・・設定内容記憶部、３７１・・・輝度信号生成回路、３７２-ID0〜３７２-ID13・・・評価値生成回路、３７３・・・インタフェース回路、３８１，３９２・・・高域通過フィルタ、３８２，３９３・・・絶対値処理回路、３８３・・・乗算回路、３８４・・・ラインピークホールド回路、３８５・・・水平方向加算回路、３８６・・・垂直方向積分回路、３９１・・・水平方向平均値算出フィルタ、３９４・・・積分回路

Claims (6)

1. レンズを駆動するレンズ駆動部と、
   前記レンズのフォーカス位置を検出する位置検出部と、
   被写体までの距離を測定する測距センサと、
   撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値を算出する評価値算出部と、
   ユーザインタフェースと、
   前記評価値、あるいは前記評価値と前記フォーカス位置と前記測距センサの測距結果に基づいて前記レンズ駆動部を駆動して、前記レンズのフォーカス位置を合焦位置に移動させる合焦動作を行う制御部とを有し、
   前記制御部では、前記ユーザインタフェースで設定された設定内容に従って、前記レンズ駆動部と前記測距センサと前記評価値算出部の動作を制御することにより、前記設定内容に応じた合焦動作を行う
   ことを特徴とするオートフォーカス装置。
2. 前記設定内容では、前記レンズを駆動するときの速度と、前記測距センサの測距枠サイズと、前記合焦動作を再起動させるときの再起動判別基準の少なくともいずれかを設定可能とした
   ことを特徴とする請求項１記載のオートフォーカス装置。
3. 前記設定内容では、前記測距センサの測距結果を用いたレンズ駆動処理、あるいは前記測距センサの測距結果を用いていないレンズ駆動処理のいずれかを選択可能とした
   ことを特徴とする請求項１記載のオートフォーカス装置。
4. 前記ユーザインタフェースで設定された設定内容を１あるいは複数記憶する設定内容記憶部を有する
   ことを特徴とする請求項１記載のオートフォーカス装置。
5. レンズのフォーカス位置を検出する位置検出工程と、
   被写体までの距離を測定する測距工程と、
   撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値を算出する評価値算出工程と、
   前記評価値、あるいは前記評価値と前記フォーカス位置と前記測距センサの測距結果に基づいて前記レンズのフォーカス位置を合焦位置に移動させる合焦動作を行うレンズ駆動工程と、
   ユーザインタフェースで設定された設定内容に従って、前記測距工程と前記評価値算出工程と前記レンズ駆動工程の動作を切り替えて、前記合焦動作を前記設定内容に応じた合焦動作に切り替える動作切り替え工程とを有する
   ことを特徴とするオートフォーカス方法。
6. コンピュータに、
   レンズのフォーカス位置を検出する位置検出工程と、
   被写体までの距離を測定する測距工程と、
   撮像画枠内に設けた特定領域における映像信号の周波数成分を用いて評価値を算出する評価値算出工程と、
   前記評価値、あるいは前記評価値と前記フォーカス位置と前記測距センサの測距結果に基づいて前記レンズのフォーカス位置を合焦位置に移動させる合焦動作を行うレンズ駆動工程と、
   ユーザインタフェースで設定された設定内容に従って、前記測距工程と前記評価値算出工程と前記レンズ駆動工程の動作を切り替えて、前記合焦動作を前記設定内容に応じた合焦動作に切り替える動作切り替え工程とを実行させるプログラム。
   

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